Rifiuti in orbita: l’economia circolare conquista lo spazio

Troppi rifiuti in orbita: l’economia circolare può salvare anche lo spazio – e l’Italia gioca la sua parte

I satelliti in orbita sono alla base della nostra vita contemporaea. Vengono utilizzati in numerosi ambiti e discipline, tra cui scienze spaziali, osservazione della Terra, meteorologia, ricerca climatica, telecomunicazioni, navigazione ed esplorazione spaziale umana. Offrono una prospettiva unica, una risorsa per la raccolta di dati scientifici, opportunità commerciali e varie applicazioni e servizi essenziali, che portano a possibilità senza pari per la ricerca e lo sfruttamento.

In oltre 60 anni di attività spaziali, più di 6050 lanci hanno prodotto circa 56.450 oggetti tracciati in orbita, di cui circa 28.160 rimangono nello spazio e sono regolarmente monitorati dalla US Space Surveillance Network e mantenuti nel loro catalogo, che copre oggetti più grandi di circa 5-10 cm nell’orbita terrestre bassa (LEO) e da 30 cm a 1 metro alle altitudini geostazionarie (GEO). Solo una piccola frazione – circa 4000 – sono satelliti intatti e operativi oggi.

Questa grande quantità di hardware spaziale ha una massa totale di oltre 9300 tonnellate e sta trasformando lo spazio intorno alla Terra in una sorta di discarica Secondo l’Agenzia Spaziale Europea, attualmente ci sono circa 36.500 detriti spaziali (intesi come “oggetti non più in uso o parti di essi) di dimensioni superiori ai 10 centimetri, un milione tra 1 e 10 centimetri, e oltre 130 milioni di frammenti più piccoli. Anche un singolo frammento di vernice di pochi millimetri può danneggiare gravemente un satellite, viaggiando a 27.000 chilometri orari nell’orbita terrestre bassa.

Le megacostellazioni satellitari stanno moltiplicando esponenzialmente il problema. Attualmente ci sono oltre 7.000 satelliti Starlink in orbita, e SpaceX prevede di arrivare fino a 42.000 unità. A questi si aggiungono i progetti di Amazon con Kuiper, OneWeb e le ambiziose costellazioni cinesi Guowang e Qianfan. L’aspetto più inquietante riguarda la persistenza dei detriti: a quote superiori ai 1000 chilometri, possono rimanere in orbita per secoli, aumentando drammaticamente il rischio di collisioni.

La questione dei detriti spaziali rappresenta un test cruciale per l’umanità. Nello spazio non esistono processi naturali di decomposizione: ogni oggetto abbandonato continua a orbitare indefinitamente, trasformandosi in una minaccia perpetua.

La sindrome di Kessler: quando lo spazio si autodistrugge

Il peggiore incubo degli scienziati spaziali porta un nome preciso: sindrome di Kessler. Si tratta di uno scenario in cui la densità dei detriti raggiunge un punto critico, innescando una reazione a catena di collisioni che genera nuovi frammenti. La NASA considera la collisione del 2009 tra il satellite Iridium 33 e il russo Cosmos 2251 come l’apertura di questa sindrome, che ha prodotto oltre 2.000 frammenti tracciabili.

La Stazione Spaziale Internazionale ha dovuto evitare detriti oltre 30 volte nel 2023, un record assoluto. Ogni manovra per evitarli costa tra 25.000 e un milione di euro, senza contare l’interruzione dei servizi. Le proiezioni mostrano che anche qualora tutti i lanci venissero sospesi domani, la popolazione dei detriti continuerebbe comunque a crescere a causa delle collisioni tra oggetti già presenti in orbita.

Il costo ambientale nascosto

Il problema non si limita all’orbita. Nel solo gennaio 2025 sono rientrati 120 satelliti Starlink, bruciando nell’atmosfera e rilasciando circa 30 chilogrammi di ossido di alluminio ciascuno. Ancora uno studio della NASA del febbraio 2023 ha rilevato che il dieci percento delle particelle di aerosol stratosferici campionate conteneva alluminio e altri metalli provenienti dalla combustione dei satelliti. Le simulazioni suggeriscono che questa polvere potrebbe riscaldare la stratosfera fino a un grado e mezzo centigrado, con potenziali alterazioni dei modelli meteorologici globali.

La governance dello spazio: il vuoto normativo

La dimensione tecnologica non basta. Il Trattato sullo spazio extra-atmosferico del 1967 non è attrezzato per regolamentare la nuova era dei giganti tecnologici privati. Chi è responsabile in caso di collisione? Chi decide i criteri di progettazione? Questi interrogativi restano senza risposta. Il World Economic Forum sta sviluppando l’indicatore SSR per valutare quanto le nuove missioni siano conformi alle linee guida internazionali, ma senza meccanismi di enforcement vincolanti, il rischio è che queste iniziative restino dichiarazioni d’intenti..

Ripensare il ciclo di vita spaziale

Di fronte a questa emergenza, un recente studio pubblicato sulla rivista Chem Circularity propone di applicare allo spazio i principi dell’economia circolare: ridurre, riusare e riciclare. “Con l’accelerazione dell’attività spaziale dobbiamo assicurarci che l’esplorazione non ripeta gli errori commessi sulla Terra”, è il monito di questo studio.

La proposta prevede satelliti modulari che possano essere riparati, aggiornati e riforniti direttamente in orbita. Le stazioni spaziali potrebbero trasformarsi in centri multifunzionali dove i satelliti ricevono manutenzione o vengono prodotti nuovi componenti grazie alla manifattura additiva. Gli strumenti basati sull’intelligenza artificiale potrebbero aiutare i satelliti a evitare detriti in tempo reale, mentre i dati raccolti durante le missioni guiderebbero miglioramenti nei design futuri.

Il prossimo decennio sarà decisivo. Con decine di migliaia di nuovi satelliti previsti entro il 2040, ogni decisione presa oggi avrà conseguenze per generazioni. Siamo ancora in tempo per costruire un’economia spaziale sostenibile, basata su riuso, riparazione e responsabilità condivisa. L’alternativa è a progressiva chiusura delle orbite terrestri basse, e non possiamo permettercela, significherebbe rinunciare a servizi ormai imprescindibili.

Le tecnologie di rimozione attiva e il ruolo dell’Italia

La rimozione attiva dei detriti è diventata una priorità. L’Agenzia Spaziale Europea ha adottato la Zero Debris Charter, impegnandosi a eliminare quasi completamente la produzione di nuovi detriti entro il 2030. Le tecnologie in sviluppo sono diverse: bracci robotici, reti spaziali, arpioni e sistemi laser terrestri. La missione ClearSpace-1 dell’ESA, prevista per il 2028, utilizzerà un quartetto di bracci robotici per catturare un componente di 112 chilogrammi lasciato in orbita dal lanciatore Vega.

L’Italia gioca un ruolo di primo piano. Sarà l’italiana AVIO, costruttrice di razzi, a rilevare le responsabilità di marketing e gestione del lanciatore europeo  ClearSpace-1.Telespazio partecipa a missioni di rimozione attiva dei detriti, inclusa una commissionata dal governo italiano nell’ambito del PNRR. SAB Aerospace di Benevento sviluppa meccanismi di bloccaggio per nanosatelliti, mentre lo spin-off del Politecnico di Torino Deplotic sta sviluppando bracci robotici gonfiabili che combinano leggerezza e capacità di impacchettamento ideali per le applicazioni orbitali.